Типы сварних соединений. сварные швы

Последствия неправильного вычисления катета

Ошибки приводят к следующим результатам:

1. В меньшую сторону. Прочность шва не соответствует расчетной. При воздействии рабочей нагрузки соединение разрушается.
2. В большую сторону. Нерационально используются материалы и энергия. Себестоимость изделия или конструкции неоправданно возрастает. Это особенно сказывается при серийном производстве. Годовые потери могут исчисляться сотнями тысяч рублей.

При разовом изготовлении малогабаритной конструкции, не подверженной большим нагрузкам, отклонения в ту или другую сторону некритичны. В этом случае катет шва можно подбирать приближенно.

Катет и другие параметры сварных швов рассчитываются с большой точностью и в соответствии с требованиями ГОСТ. В противном случае конструкция может обрушиться.

Как снять личинку

Предел пропорциональности

Типы

Швы, производимые ручной дуговой сваркой по ГОСТ 5264-80 делятся на типы по расположению состыковываемых элементов. В нормативном документе выделяют соединения:

• стыковое;
• угловое;
• внахлест;
• внакладку.

Соединение встык считается классическим и встречается чаще других видов. Оно соединяет – состыковывает торцы деталей, листов и труб. Соединение получается прочным, выдерживает нагрузки на растяжение, кручение, изгиб. В результате стыковой сварки один элемент детали плавно перетекает в другой, продолжает его.

Применяется стыковое соединение чаще всего, когда прокладывается трубопровод, создаются габаритные плоские детали, типа площадок. Толщина соединяемых элементов может быть одинаковой и разной. В зависимости от толщины материала выполняется разделка кромок. Швы ручной сваркой выполняются в один и несколько слоев.

Угловой стык сможет иметь взаимное расположение под 90⁰, а также острый и тупой угол между соединяемыми элементами.

Типы соединений: стыковое, угловое, тавровое, нахлесточное, торцовое, параллельное, крестообразное, перекрестное.

Определение терминов по
ГОСТ 2601-84 Сварка.  (утрачивает силу с 01.07.2010 г.
в части определений приведенных терминов):

Стыковое соединение

— сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями.

Угловое соединение

— сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев.

Нахлесточное соединение

— сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга.

Тавровое соединение

— сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента.
 Недопустимый синоним: соединение впритык.

Торцовое соединение

— сварное соединение, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу. Недопустимый синоним: боковое соединение.

Определение терминов по
ГОСТ Р ИСО 17659-2009 (вступает в действие с 01.07.2010 г.):

	Стыковое соединение -тип соединения, при котором детали лежат в одной плоскости и примыкают друг к другу торцевыми поверхностями.
	Угловое соединение — тип соединения, при котором угол между поверхностями двух деталей в месте примыкания кромок свыше 30°.
	Нахлесточное соединение — тип соединения, при котором детали параллельны друг другу и частично перекрывают друг друга.
	Тавровое соединение под прямым углом — тип соединения, при котором детали сопрягаются под прямым углом (образуя Т-образную форму).
	Тавровое соединение под острым углом — тип соединения, при котором деталь примыкает к другой под острым углом.
	Торцовое соединение — тип соединения, при котором угол между поверхностями двух деталей в месте примыкания кромок составляет от 0° до 30°.
	Параллельно соединение — тип соединения, при котором детали параллельны друг другу, например при плакировании взрывом.
	Крестообразное соединение — тип соединения, при котором две детали, лежащие в одной плоскости, примыкают под прямым углом к третьей детали, лежащей между ними (образуя двойную Т-образную форму).
	Перекрестное соединение — тип соединения, при котором две детали (например проволоки) лежат друг на друге пересекаясь.
	Соединение нескольких деталей — тип соединения, при котором не менее трех деталей примыкают друг к другу под любым установленным углом.

По терминам:

сварной шов,

стыковой шов,

угловой шов,

точечный шов.
 

Типы сварных соединений: ГОСТ

• Ручная дуговая сварка: типы соединений —
  ГОСТ 5264-80,
  ГОСТ 11534-75.
• Дуговая сварка под флюсом: типы соединений —
  ГОСТ 8713-79,
  ГОСТ 11533-75.
• Дуговая сварка в защитном газе: типы соединений —
  ГОСТ 14771-76,
  ГОСТ 23518-79.
• Дуговая сварка, соединения (электрозаклепки): типы соединений —
  ГОСТ 14776-79.
• Лазерная сварка, соединения
  : типы соединений —
  ГОСТ 28915-91.
• Соединения трубопроводов: стальных — ГОСТ 16037-80, из меди и медно-никелевого сплава —
  ГОСТ 16038-80.
• Соединения сварные из алюминия и алюминиевых сплавов — ГОСТ 14806-80,
  ГОСТ 27580-88.
• Электрошлаковая сварка: типы соединений —
  ГОСТ 15164-78.
• Контактная сварка: соединения сварные —
  ГОСТ 15878-79.
• Соединения сварные из двухслойной коррозионностойкой стали — ГОСТ 16098-80.
  » все ГОСТы по сварным соединениям одним списком

• ГОСТ 2.312-72 ЕСКД. Условные изображения и обозначения швов сварных соединений.
• ГОСТ Р ИСО 17659-2009 Сварка. Термины многоязычные для сварных соединений.

Эскизы и термины к подготовке соединений под сварку
(Изложение ГОСТ Р ИСО 17659-2009):

• Типы соединений
• Подготовка стыковых соединений под сварку плавлением
• Подготовка тавровых соединений под сварку плавлением
• Подготовка стыкового соединения с отбортовкой кромок под сварку плавлением
• Подготовка соединений под рельефную сварку
• Подготовка соединений под контактную сварку

Необходимое оборудование, материалы и средства защиты

Выполнять сварочные работы необходимо в просторном, хорошо проветриваемом помещении или на открытом воздухе, вдали от легковоспламеняющихся веществ. Основным рабочим средством для соединения труб будет электрический сварочный аппарат переменного или постоянного тока. Хорошее оборудование стоит немалых денег, поэтому для разовой сварки по возможности его лучше одолжить. Кроме того, понадобятся:

• фиксирующие устройства;
• электроды и электрододержатели;
• сварочный кабель;
• молоток и зубило;
• наждак и металлическая щетка.

Работать следует в удобной, не сковывающей движения закрытой одежде из негорючих материалов.

Классификация сварочных швов

Имеются многочисленные типы и виды сварных соединений и сварных швов. Это вызвало потребность в их четкой классификации. Она разработана в зависимости от многих факторов. Классификация учитывает технологические особенности швов, их пространственное положение, размеры. Достоинством такого дифференцирования является применение обозначений на каждый тип сварного шва.

Существует много различных позиций, по которым имеется классификация, включающая существующие виды сварки и типы сварных соединений.

Положение шва в пространстве

Немаловажную роль играет расположение шва в пространстве.

Нижнее положение является самым выигрышным. Шов при этом получается прочным и надежным. При верхнем, который иначе называют потолочном, положении, сварщику приходится принимать неестественную позу. Долго сохранять ее весьма трудно. А ведь одним из условий получения качественного шва является непрерывность процесса.

Для повышения точности следует использовать короткую дугу, а ширину шва делать не превышающей диаметр электрода. Для выполнения потолочного шва требуется не только получение профильного образования, но и приобретение практических навыков при более благоприятных условиях.

При выполнении швов во всех положениях существует проблема стекания вниз расплавленного металла. Нижнее положение при этом является самым выигрышном. Потолочное и нижнее положения относятся к горизонтальным. Стекание металла, являющееся чрезмерным, уменьшают, снизив температуру нагрева. Это можно сделать, увеличив скорость передвижения электрода, или регулярно прерывать дугу, давая возможность остыть металлу.

Вертикальный шов часто встречается в конструкциях, но самым простым вариантом не является. Если шов расположен вертикально, то вниз устремляться будет не сварочная ванна целиком, а только отдельные капельки. Если сварка осуществляется по направлению сверху вниз, то эти капельки начнут быстро застывать, образуя своеобразную преграду. Поэтому вести сварку при вертикальном способе следует снизу вверх. Свариваемые детали при вертикальном положении должны быть надежно зафиксированы.

Протяженность шва

Сварочные швы и соединения разделяются по их протяженности. По этому признаку шов бывает сплошным и прерывистым. При выполнении прерывистого шва в нем предусмотрены определенные интервалы, имеющие постоянный размер. Сварные швы прерывистого характера бывают различными. Они так же, как непрерывные, могут быть односторонними и двусторонними.

Такая градация отражается на обозначении шва в чертежах. При этом вводится такое понятие, как шаг шва.

Форма поверхности

Виды сварных швов разделяются по форме, которая имеет их наружная поверхность.

Каждый вид имеет свои преимущества. Играет роль, какую нагрузку выдерживает сварной шов. Когда предстоят статические нагрузки, то целесообразно применять выпуклый шов. Он имеет несколько слоев, что ведет к дополнительному расходу электродов и удорожанию сварочного процесса.

Если предстоит сварка тонких металлических листов, то лучше применять вогнутую форму. Если сварное изделие при эксплуатации будет подвергаться динамическим нагрузкам, то следует выполнять плоские швы или вогнутой формы. Такой выбор объясняется тем, что не будет большого перепада между поверхностями шва и основного материала.

В зависимости от условий эксплуатации типы сварных швов разделяются на рабочие и нерабочие. Рабочим предстоит выдерживать значительные нагрузки, что заставляет предъявлять к ним повышенные требования. Нерабочие просто осуществляют функцию соединения. Однако, если предполагается их использование при не совсем благоприятных погодных условиях, то необходим тщательный контроль за отсутствием трещин и внутренних пустот.

Когда предстоит сварка тонких металлических листов, то лучше выполнять ее ниточным швом. При наплавочном способе больше подойдет уширенный вариант.

Количество слоев

Виды швов в сварке зависят от количества выполняемых слоев. Однослойные швы выполняются за один проход, а многослойные являются многопроходными. Многослойный вариант используют для соединений, имеющих определенную конфигурацию.

Выполнение многопроходного шва является более сложным. Каждый новый слой следует накладывать быстро, пока не остыл предыдущий. К тому же надо успеть убрать шлак, образовавшийся ранее. На механические характеристики многослойного шва оказывает положительное действие то, что при наложении последующего шва, в предыдущем происходит отжиг.

Правила нанесения обозначений и особенности их расшифровки

Выше уже упоминалось о том, как должно выполняться обозначение сварных соединений разных типов. На черту стыка указывает линия с направленной стрелкой, над или под которой наносятся надписи.

Существуют определенные правила, согласно которых должны наноситься все технические надписи. Маркировка сварных швов состоит из 9 взаимосвязанных между собой блоков. На фото ниже показана структура расположения маркировочных знаков.

На фото показано как обозначается сварное соединение на чертеже на примере двухстороннего монтажного стыкового шва, выполняемого ручной дуговой сваркой:

1. В первой колонке изображен вспомогательный знак. Это контур замкнутого шва, определяющий выдвигаемые к элементу монтажные условия.
2. Второй блок содержит код межгосударственного стандарта, в соответствии которого должны осуществляться работы по свариванию металлоконструкции.
3. Третья колонка — это маркировка (обозначение) сварного шва на чертеже.
4. Далее изображен дефис, который на подкатегории разделяет все последующие позиции.
5. Буквы в пятом блоке указывают на технологию, по которой выполняются сварочные работы. Обязательно к заполнению эта позиция не является.
6. В шестой колонке содержится величина углового катета, величина его указана в миллиметрах.
7. Седьмой блок: дополнительное обозначение — прерывистый сварной шов, интервал шага, цепное или шахматное расположение и т. д.
8. В восьмом блоке изображаются вспомогательные знаки, указывающие на тип обработки.
9. Последняя девятая колонка — это показатели чистоты поверхности стыкового соединения. Указывается в случаях, когда после сварочного процесса необходима механическая обработка изделия.

Это приведено стандартное обозначение сварных швов на чертежах, примеры обозначения некоторых уже выполненных соединений приведены ниже.

Пример 1

Представленное на чертеже условное обозначение сварного шва расшифровывается следующим образом:

• знак говорит о том, что непосредственно на месте монтажа после подгонки элементов следует осуществлять их соединение;
• ГОСТ 5264-80 — это номер регламентирующего документа, в данном случае он указывает на то, что с помощью электродуговой сварки выполнен стык;
• С13 — значит, что в стыковом соединении на одном скосе изогнутая фаска;
• знак указывает что с двух сторон шва осуществлено снятие внутреннего термического напряжения (усилия);
• Rz20 — показатель чистоты поверхности лицевой стороны, Rz80 — обратной стороны.

Пример 2

Здесь изображен выполненный автоматической дуговой сваркой (А) по замкнутой линии под флюсом (ГОСТ 11533-75) двусторонний (У2) угловой шов без скоса кромок.

Пример 3

С тыльной стороны создан стык.

Соединение выполнено с применением электродуговой сварки по ГОСТу 5264-80. Шов односторонний с загибом края, контур разомкнутый.

Пример 4

Сварочное соединение под наклоном

• контур стыковки элементов сплошной, выполнен в форме кольца;
• в газовой среде осуществлена сварка, ГОСТ 17771-76;
• стык тавровый (ТЗ), выполнена обработка каждой его стороны без разделки кромок;
• в качестве газовой среды использована окись углерода (УП) газообразной консистенции, электрод — расплавляемый;
• 6 мм составляет длина катета стыкового соединения;
• в шахматном порядке (Z) периодически создается сплошной проваренный участок длиной 50 мм и с шагом 100 миллиметров.

Пример 5

Для выполнения шва применена дуговая полуавтоматическая сварка, чертеж обозначает что шов односторонний (Н1), созданный плавящимся электродом внахлестку без скоса кромок в среде защитных газов. Шов круговой (), выполнен по замкнутой линии, 5 мм (Δ5) составляет дина катета.

Если на чертеже содержится несколько одинаковых соединительных стыков, то только на одном их них наносится условное обозначение. К остальным швам в местах, где должно быть обозначение указываются только их порядковые номера. При этом количество одинаковых соединений указывается на линии-выноске, как показано на примере ниже.

Одинаковыми стыковые соединения считаются в случаях, когда:

• разновидности стыков и размеры элементов являются одинаковыми при сравнении их поперечного сечения;
• одинаковые требования выдвигаются ко всем соединениям.

Когда для сварочного стыка установлена категория его контроля либо контрольный комплекс, то только под линией выноской должно наноситься условное обозначение.

Дополнительные технологии

Соединение сваркой может производиться с применением различных дополнительных технологий. К основным видам относятся следующие:

1. Подварочный. Предварительный шов. Предотвращает прожоги при осуществлении основного процесса.
2. Прихватка. Фиксирует детали, приготовленные для процесса сваривания.
3. Временный. Скрепляет заготовки на необходимое время, а затем удаляется.
4. Монтажный сварной шов. Применяется при монтаже всевозможных конструкций.

Дополнительные технологии облегчают проведение основного процесса и увеличивают положительные характеристики сварных швов.

Угол при разделке кромок

Рекомендуемый параметр зависит от формы и назначения свариваемого элемента. Тип фаски определяется толщиной деталей. Если этот размер менее 3 мм, то для подготовки кромок достаточно зачистки или отбортовки.

Отбортовка предполагает загиб свариваемых кромок для более прочного соединения тонких металлических листов.

Для трубопроводов

Требования к подготовке кромок при сварке трубопроводов различаются в зависимости от размеров элементов, материалов, условий эксплуатации и других параметров. ГОСТ 16037-80 предусматривает несколько допустимых типов соединения:

• встык;
• внахлест;
• под углом.

При сварке отвода встык необходимо выполнить скос одной или обеих кромок под углом 45°. Важным условием прочности шва является равная толщина граничащих деталей. Если отводящий фитинг присоединяется под углом, то допускается сварка без предварительной разделки.

Штуцеры, которые присоединяются к трубе основного диаметра для присоединения шлангов или отвода потока, ввариваются под углом или внахлест. В обоих случаях соединение выполняют с одной стороны и без разделки.

Особенности соединения других элементов трубопровода определяются только типом соединения и толщиной металла.

Для резервуаров и сосудов

К сварке сосудов и резервуаров предъявляются повышенные требования. Их содержимое может находиться под высоким давлением, иметь критическую температуру, быть химически или радиоактивным. Полученный шов должен быть сплошным, не иметь участков непровара и газовых пор, эффективно противостоять механической нагрузке и коррозии.

В большинстве случаев резервуары проваривают с двух сторон. Это обеспечивает равномерную толщину и качество соединения. Технологический стандарт сварки сосудов предусматривает следующие правила разделки кромок:

• для стенок до 3 мм — без скоса;
• при толщине детали от 3 до 25 мм — Х- либо V-образная разделка;
• для стенок от 26 до 60 мм — U-образная обработка торцов;
• при толщине резервуара более 60 мм — специальные комбинированные методы разделки.

При стыковом соединении

В этом случае свариваемые заготовки находятся в одной плоскости, а торцевые поверхности разделяет небольшой зазор.

Сварка встык с разделкой торцов применяется для ответственных и точных конструкций. Если толщина заготовок составляет менее 3 мм, перед формированием соединения достаточно сделать отбортовку. Если длина стыка составляет от 3 до 25 мм, то необходимо выполнить односторонний скос. Детали толщиной от 26 до 60 мм варят после двухсторонней разделки торцов.

Для угловых соединений

Торцы угловых соединений могут обрабатываться без фаски, с разделкой или отбортовкой кромок. Чтобы отнести шов к этой категории, угол между свариваемыми сторонами должен составлять более 30°.

Для швов данного типа применяются более строгие границы размеров, чем для стыковых соединений:

• до 1 мм — необходима только механическая шлифовка и зачистка краев;
• от 1 до 3 мм — проводится отбортовка;
• от 3 до 20 мм — скашивается 1 из соединяемых кромок (тип фаски выбирается в зависимости от конфигурации детали);
• от 21 до 50 мм — рекомендуется выполнить 2-сторонний скос обоих торцов.

Для двутавровой балки

Двутавровая балка — это стандартный профиль, который применяется в строительстве и машиностроении. Его сечение напоминает букву Н, развернутую на 90°. В конструкциях он выполняет несущую функцию.

В зависимости от толщины профиля применяют следующие виды разделки кромок под сварку:

• до 4 мм — без скоса;
• от 4 до 25 мм — изменение геометрии 1 торцевой поверхности;
• от 26 до 60 мм — формирование двухсторонней фаски.

При других размерах детали применяют специальные типы разделки, однако прокат большей толщины редко применяется в производстве.

Для какой сварки предназначены электроды УОНИ

Электроды УОНИ предназначены для ручной дуговой сварки (ММА). Варить электродами УОНИ нужно в обратной последовательности и на постоянном токе. Для работы с данным видом электродов подходит любой сварочный инвертор для ручной дуговой сварки.

Основное предназначение электродов УОНИ — это сварка углеродистых и низколегированных сталей. Благодаря своим характеристикам, данные электроды используются для сварки ответственных конструкций, поскольку они способны обеспечить прочный и надежный сварочный шов, даже при условиях отрицательных температур.

Как изготовить ЛАТР своими руками

Условные изображения и расшифровка сварных швов по международным стандартам (ISO 2553:2013)

Приведенный стандарт описывает основные требования к изображению сварных швов. Символьные обозначения предусматривают указание основных геометрических параметров шва – длина, толщина, катет углового шва и т.д. Так же обязательно предусматривается указание дополнительных сведений о рекомендуемой технологии сварки, положения сварки, используемых материалов, группы качества изделия.

Основные символы сварных швов

Основные символы визуально схожи со швом и указывают на вариант разделки кромок.

Очень часто основные символы используются в комбинации, когда необходимо изобразить шов выполненный с обеих сторон. См. картинку ниже.

При необходимости символьное обозначение шва может включать наряду с основными также дополнительные символы, характеризующие форму поверхности шва или способ ее обработки. Перечень дополнительных символов приведен в таблице ниже. Если дополнительный символ не указан, то это означает, что не предъявляются требования к форме поверхности шва.

На картинке ниже смотрите примеры использования дополнительных символов в обозначении.

Расположение символов на чертежах

Основные и дополнительные символы образуют только часть полного условного обозначения сварного шва, которое также включает следующие элементы:

• линию со стрелкой;
• двойную линию-выноску, состоящую из двух параллельных линий, а именно из сплошной и пунктирной линий;
• вилку, которой дополняется линия-выноска, и за которой могут быть указаны дополнительные данные необходимые для выполнения сварного шва.

Символ, обозначающий сварной шов, может располагаться на сплошной или на пунктирной линии-выноске в зависимости от того на какую сторону сварного шва указывает стрелка:

Пример 1. Используются только основные символы.

Пример 2. Использование комбинаций основных и доп. символов

Дополнительные данные шва

К дополнительным относят следующие характеристики шва:

Круговой шов. Символом кругового шва является кружок

Монтажный шов. Для обозначения монтажного шва служит флажок

Если в условном изображении необходимо указать код используемого процесса (согласно ISO 4063), требуемый уровень качества (ISO 5817 и ISO 10042), положение сварки (ISO 6947), сварочный материал, то эта информация помещается за вилкой, которая добавляется к сплошной линии-выноске.

Технологія електродугового зварювання: Підручник/І. В. Гуменюк

Правила подбора электродов

Для сварения арматурных прутков рекомендуется использоваться электроды марок Э42, СМ-11, АНО-5, АНО-6, ВСЦ-4, УОНИ-13. Преимущества — высокое качество сварного шва, минимальный расход во время сварочных работ, хорошая температурная устойчивость, отсутствие коррозийного риска. Электроды этих марок могут работать при низких температурах окружающей среды, что будет весьма кстати в зимнее время. Для сварения стандартной арматуры диаметром 5-10 миллиметров применяются электроды диаметром 2-4 миллиметра. Для более крупных запчастей применяются электродные детали диаметром 4-6 миллиметров.

Также не забудьте проконтролировать силу сварочного тока:

• Для работы с популярными электродами диаметром 3 мм марки Э42 или СМ-11 лучше применять ток силой от 100 до 150 ампер. Для более толстых электродов силу тока нужно увеличить до 150-220 ампер (4 мм) или до 180-290 ампер (5 мм).
• Электроды АНО-5 и АНО-6 диаметром 4 мм варятся с помощью тока, сила которого составляет 170-220 ампер. Если диаметр составляет 5 мм, то силу тока нужно увеличить на 40-60 ампер.
• Маломощные электроды ВСЦ-4 варятся с помощью небольшого тока — 90-100 ампер (диаметр 3 миллиметра) или 120-150 ампер (диаметр 4 миллиметра).
• Также на рынке Вы можете встретить новые электроды марки УОНИ-13. Их следует варить слабым током — для устройств диаметром 2 миллиметра нужно применять ток силой 30-50 ампер. За каждый дополнительный миллиметр диаметра нужно увеличить силу тока на 50-70 ампер.